Technologie CMS (SMT) : Types, avantages et disponibilité des composants

La Technologie de Montage en Surface (SMT/CMS) est fonctionnellement similaire au traversant, mais supérieure en performance électrique. Les composants ne sont pas tous disponibles en CMS, résolu par assemblage mixte.

Disponibilité des CMC (Composants Montés en Surface)

Choix composants, configurations de broches, boîtiers : complexe en CMS. Exigences : tenue haute température, placement/soudure précis, normes variées, disponibilité et qualité hétérogènes. Domaine en constante évolution pour résoudre standardisation et enjeux techno-économiques.

Deux grandes familles : composants passifs et actifs CMS.

Composants passifs CMS

N'apportent pas de gain de puissance. Formes : rectangulaire ou cylindrique. Résistances et capacités CMS : multiples tailles de boîtier pour toutes applications.

1. Résistances CMS discrètes

Deux types : film épais et film mince.

• Film épais : pâte résistive sérigraphiée sur alumine plate. Valeur par variance composition avant/après sérigraphie + laser trimming.
• Film mince : élément résistif sur base céramique + revêtement protecteur. Terminaisons soudées sur les côtés : couche adhésion sur céramique, sous-couche nickel, étamage. Nickel préserve la soudabilité.

Puissances : 1/16, 1/10, 1/8, 1/4 W. Résistances 1 Ω - 100 MΩ. Tailles : 0402, 0603, 0805, 1206, 1210... Tolérances variées.

2. Réseaux de résistances CMS (R-packs)

Remplacent plusieurs résistances discrètes en série. Dimensions variables. Généralement 16-20 broches.

3. Condensateurs céramiques CMS

Céramique = diélectrique. Idéaux haute fréquence, découplage. Très fiables : auto, militaire, aérospatial.

4. Condensateurs tantale CMS

Diélectrique céramique ou tantale. Rendement/ fiabilité supérieurs. Tantale moulé plastique : broches au lieu de terminaisons, pas de soudure, pas de souci placement. Capacité 0,1-100 µF, tension 4-50 V. Personnalisables.

5. Composants passifs tubulaires CMS (MELF)

Cylindriques (MELF = Metal Electrode Leadless Face). Résistances, capacités, diodes. Terminaisons métalliques pour soudure. Moins chers, code couleur. Diodes : MLL41, MLL34. Résistances : 0805, 1206, 1406, 2309.

Composants actifs CMS

Deux catégories principales :

• Boîtiers céramiques sans broches (LCCC) : Terminaisons dorées, hautes fréquences. Pas de pas (pitch) : 50, 40, 25 mil...
• Boîtiers céramiques à broches (CLCC) : Pré-brochés (cuivre/Kovar par fabricant) ou post-brochés (client broche sur castellations du LCCC).

1. Composants actifs CMS (boîtiers plastiques SMD)

Céramique coûteux → plastique SMD majoritaire (sauf militaire). Moins de risques fissuration boîtier/substrat.

2. SOT (Small Outline Transistors)

3 ou 4 broches. 3 broches : SOT-23 (EIA TO-236), SOT-89 (EIA TO-243). 4 broches : SOT-143 (EIA TO-253). Diodes, transistors.

3. SOP et SOIC (Small Outline Integrated Circuit)

Pour gros CI ne tenant pas en SOT. Broches pas 0,050" (1,27 mm), deux côtés, formées en col de cygne. Largeurs : 150 mils (<16 broches) ou 300 mils (>16 broches). Peuvent loger plusieurs SOT.

4. PLCC (Plastic Leaded Chip Carriers)

Alternative économique aux boîtiers céramiques. Broches absorbent contrainte soudure → moins de fissures. Mais absorbent l'humidité → manipulation soignée requise.

5. SOJ (Small Outline J-leaded)

Hybride SOIC + PLCC : avantages des deux. Broches deux côtés seulement (vs 4 côtés PLCC). DRAM haute densité.

6. Boîtiers CMS pas fin (Fine Pitch)

Pas fin, nombreux broches : QFP (Quad Flat Pack), SQFP (Shrink QFP). Broches plus fines, patterns de pads adaptés.

7. BGA (Ball Grid Array)

Réseau de billes, sans broches. Catégories : céramique (CBGA/CCGA), plastique (PBGA), ruban (TBGA). Tailles 7-50 mm, 16-2400 broches (courant 200-500). Rendement élevé : auto-alignement au refusion (PBGA/CBGA).